CC BY
19
УДК 547.5 ¡8
СИНТЕЗЫ ВЕЩЕСТВ С ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТЬЮ. IV*. МОДИФИКАЦИЯ ЛУПИНИНА И МЕНТОЛА АМИНОКИСЛОТНЫМ ФРАГМЕНТОМ МОЛЕКУЛЫ ТАКСОЛА
О.Н. Зефпровл, Е.В. Нуриева, В.Н. Нуриев, С.А. Кузнецов**, Д.Г. Bailee**, Р.Т. Тлсгеиов***, Н.В. Зык, Н.С. Зефиров
(кафедра органической химии, кафедра физической химии; e-mail: olgaz@org. ehem. msu. ru )
В работе представлен метод синтеза (N-бешонлфенилизосерильных) производных L-лупи-нима и I.-ментола, а также результаты тестировании активности полученных соединении.
В настоящее время одним из наиболее эффективных противоопухолевых препаратов является таксол. выделяемый из экстрактов коры Taxus brevifolia. Действие этого вещества основано на его способности связываться с белком тубулином и нарушать динамику основного компонента цито-скелега клетки -микротрубочек (таксол стабилизирует микротрубочки и тем самым блокирует клеточное деление). Следует отметить, что клиническое применение таксола существенно ограничивается необходимостью его получения полусинтетическим путем из природных источников. Такая необходимость вызвана сложной структурой рассматриваемой молекулы и делает актуальной задачу создания структурно более простых аналогов таксола.
AlO
NFffiz
: О
ÖH
Таксол
В рамках программы по синтезу' аналогов, в которых сложный таксольный скелет замещен на более простые адамантановый или бицикло[3.3. 1]нонановыЙ фрагменты 11-У], нами было показано, что агрегацию тубулина вызывают только каркасные соединения,
содержащие в качестве единственного заместителя
1 з
Ы-бензоилфенилизосерил (заместитель при С в так-
соле). Эти данные стимулировали проведение дополнительных исследований по модификации N-бензоил-фенилизосерином различных моно- и полициклических структур. В качестве таких структу р были выбраны природные соединения: лупинин (1), использованный в виде N-оксида, и ментол (2). Этерифика-цию осуществляли по разработанной ранее методике [1] защищенной формой аминокислоты (3) с последующим раскрытием оксазолидинового цикла (схема). Строение полученных в результате новых оптически активных промежуточных (4, 5) и конечных (6, 7) соединений установлено с помощью данных элементного анализа ИК- и ЯМР-спектроскопии. Общие вьсчоды N-бензоил фенил изосерильных производных 6 и 7 составили 51 и 64% соответственно.
Испытания биологической активности на способность полученных веществ стимулировать полимеризацию белка тубулина in vitro и стабилизировать микротрубочки в клетках in vivo показали, что ни лупи-ниновый (6). ни ментоловый (7) аналоги не оказывают никакого эффекта на микротрубочки (при этом, соединение 7 сильно влияет на адгезию клеток). Следует подчеркнуть, что для описанных ранее в литературе N-бенэонпфенилизооерильных производных галактопираиозы, гибберелловой кислоты, туанозина не была отмечена способность промотировать полимеризацию тубулина и стабилизировать микротрубочки в клетках [10, 11] (для гуанозинового аналога было указано только наличие слабого цитотоксичес-кого эффекта |11|). Результаты проведенных исследований подтверждают сделанный нами ранее вывод о
* Сообщения I-IH см. [1-3]; ** Институт клеточной биологии и биологических систем, Рос токе кий университет, г. Росток, Германия;
*** Каракалпакский государственный университет им. Бердаха, г. Нукус).
14 ВМУ, химия, № 5
Схема
О
О i NBoc
н ri......V
О Pli
no, J„
"r' NHBZ
O'^O
важной роли определенных каркасных фрагментов к структурах "упрощенных" аналогов таксона в обеспечении тубулин агрегиру ющей активности.
Экспериментальная часть
1 13
Спектры ЯМР Ни С регистрировали на приборе "Varían Avons-400 " (рабочая частота 400 МГц) в CDCL с использованием тримегилсилана в качестве внутреннего стандарта. Контроль за ходом реакций осу ществляли с помощью тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинах Silufoi Хроматографи чес кое разделение проводили на колонках с силикагелем "Merck 60" (220-440 mesh ASTM).
Ъ-Трет-бутил З-К^Л^аЛ^-й-оксидооктагидро-2Н-хинолизин-1-ил)метил) (48,5К)-2,2-диметил-4-фенил-1,3-оксазолидин-3,5-дикарбоксилат (4) синтезирован по методике [11 из 0.060 г (0,32 ммоль) N-оксида лупинина (1) и 0.050 г (0,16 ммоль) защищенной аминокислоты (3) в абс. СН2С!2. Продукт очищали хроматографи чески (элюент - этилацетат: пегролейный эфир (1:10), 40-70°С). Получили 0,053 г соединения 4 в виде бесцветной жидкости. Выход 68%. Спектр ЯМР !Н (Ô. м.д., CDC1/TMC): м. 1.18-1.39 (19Н, скелегн.+ трет-Bu); 1.61-1 96 в.ч. 1.67 и 1,77 м. (12Н, скелет. + Ме3С); дд. 3.65 и 4.07 (2 Н, СН20); 4.64 д. (1Н. OCHCHN); 5.44 с. (1 Н. OCHCHN); м. 7.27-7.36 (5Н. Ph).
Ъ-Трет-Ъутип 5-[(1К,28,5К)-2-изопропил-5-ме-тилциклогексил] (48,511)-2,2-ди1иетил-4-фенил-1,3-оксазолидин-3,5-дик:арбокхидат (5) синтезирован по методике [ 11 из 0,070 г (0.45 ммоль) (-^ментола 2 и 0,068 г (0,21 ммоль) защищенной аминокислоты 3 в абс. СН3С!0. Продукт очищали хромато-
графически (элюент — этилацетат; пегролейный эфир (1:7), 40-70°С). Получили 0,070 г соединения 5 в виде бесцветной жидкости. Выход 72%. Спектр ЯМР 'н (6, м.д, СВСЦПМС): 0.75 д. (ЗН. МеСН); 0.86- 0.92 м. (6Н, Ме2СН); 1.00-1.51+1.17 с. (16 Н, скелетн.+?-Ви); 1.67-2.05+1.71 + 1.79 м. (8 Н, скелетн. +Ме2С); 4.46 д. (1Н. OCHCHN); 4.81 м (1 Н, СН02С); 5.12 с. (1Н, OCHCHN): м 7,26-7 37 (5Н, РЬ)
(18,9а8)-5-Оксидооктагидро-2Н-хинолизин-1-ил)метил(2к,38)-3-(бензоил-амино)-2-гидрокси-3-фенилпропаноат (6). Синтезирован по методике |1| из 0,053 г (0,11 ммоль) 4 в 5 мл 85%-й муравьиной кислоты. Промежуточный продукт бензоилировали 0,02 мл (0,17 ммоль) бензоилхлорида. Конечный 5, м.д, СОСЦ/ТМС): ! 34-2 18 м (!7Н, скелет+ОН); 3.66-4.13 м. (2 Н, СН202С); 5.08 д. (1 Н. СНОН): 5.92 дд. (1 Н. СНЫ); шир. сигн. 7.16 (1 Н. 1ЧН); 7.29-7.81 (10 Н, аромат.). Спеетр ЯМР 13С (6, м.д., СОСЦ/ГМДС): 24.71; 24.91; 25.48; 25.58; 28.42; 28.43; 33.22; 48.71; 52.35; 52.97(СНГч1), 77.70(СНОН); 126.856-134.42 (аром.); 166.55 (NHOCBz); 172,02(С02), Спектр ИК (КВг, см '): 1530; 1630; 1670; 1730; 3250 (уш); 3380.
(1 Я,28,5Я)-2-изопропил-5-метилцик.иогекснл (2К38)-3-(бензоиламиио)-2-гидрокси-3-фенилпро-паиоат (7). Синтезирован по методике 111 из 0,070 г (0.15 ммоль) циклического эфира 5 в 5 мл 85% муравьиной кислоты. Промежуточный эфир гидро-кси-аминокислоты бензоилировали 0,02 мл (0.17 ммоль) бензоилхлорида. Конечный продукт очищали хроматограф и чески [элюент: этилацетат: пегролейный эфир (40-70°С), 1:9, затем 1:3]. Полу-
чено 0.048 г (выход 76%) соединения 7 в виде бесцветных кристаллов. 7П1 = 127—128°С. 44.04° (с = 0.005. СН2С!2). Найдено, %:С, 73.55; Н, 7.90; N. 3.15. С2(5Н„1Ч04. Вычислено, %: С, 73.73; Н, 7.85; N. 3.31. Спектр ЯМР 'н (8, м.д., СЭС!3/ ТМС): 0.55 д. (ЗН. МеСН); 0.79 д. (ЗН, МеС); 0,88-1.25 м. в.ч. 0.93 д. (6Н. скелет. + МсС); 1.48 м. (2Н); 1.68 -1.71 м. (2Н); 1.83 м. (1Н); 1.99 м. (1Н); 3.44 (1Н, ОН); 4.60 (1Н. СНОН); 4.87 м. (1Н. СН02С); 5.73 дд. (1Н, СНЫ); уш сигн. 7.14 (1Н, N4); 7,28-7.81 (ЮН. аромат.). Спектр ЯМР ВС (5. м.д., СЭСЦ/ТМС): 15.46; 20.84; 21.95; 22.71; 25.60; 31.48; 34.00; 40.70; 46.78; 54.78 (СНЫ); 73 78(СНОН): 77.35 (СН03С) 126.86-138.97 (аром.): 166.37 (ЫНОСВ/); 172.5! (С02). Спектр ИК (КВг, см _1>: 1520; 1580; 1650; 1720: 3420 (уш.).
Дтя проведения испытаний биологической активности эфиров 6 и 7 были приготовлены 5 мМ ис-
ходные растворы испытуемых соединении и таксола в ДМСО. Тестирование было проведено in vivo и in vitro в интервале концентраций соединений 6 и 7 10-100 мМ. В качестве позитивного контроля использовали 25 мМ раствор таксола. Была изучена способность испытуемых соединений стимулировать in vitro сборку микротрубочек (МТ) из белка тубу-лина (концентрация 1-2 мг/мл), выделенного из мозга крупного рогатого скота [12|. Процесс образования МТ анализировали с помощью световой видео микроскопии с усиленным контрастом (AVEC-D1C-микроскопия [13]) и метода седиментационного анализа [14J. Способность соединений 6 и 7 блокировать деление клеток in vivo была исследована с помощью флуоресцентной микроскопии на культу ре клеток фибробластов Vero и эпителиальных клеток PtK2, стабильно трансфецированных и экспрессиру-ющих флуоресцентно меченный YFP-тубулин.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и немецкой организации DAAD и программы
Leonard-Euler Studentship 2005/2006.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Селюиииа Е.В., Зефирова О.П., Зык П.В., Зефиров U.C. II
Вестн. Моск. ун-та, Сер. 2. Химия, 2002.43. С, 237.
2. АверинаН.В., Лапина Т.В., Зефирова О.II., Зефиров U.C. Н
Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2002.43. С. 244.
3. Аверина И.В.. Зефирова О.Н.. Борисова Г.С., Зефиров U.C.
//Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2005.46. С. 34.
4. Зефирова О.И., Селюнина К.В., Аверина Н. В., Зык И. В., Зе-
фиров II.C. // ЖОрХ. 2005.38. С. 1176.
5. Зефирова О.И., Селюнина КВ., Hvpuee В.H., Зык H.В., Зефи-
ров Н.С. И ЖОрХ. 2003.39 С. 880.
6. Аверина П.В., Борисова Г.С., Зефирова О.II., Селю-
нина КВ., Зык Н.В., Зефиров КС. //ЖОрХ. 2004.40. С. 528.
7. Зефирова O.K., Нуриева Е.В., Чехлов А. К, Алдошин СМ.,
IiecmepeHKoII.II, ЗыкН.В., Зефиров КС.//ЖОрХ. 2004. 40. С. 533.
8. Аверина И. В., Зефирова О.Н., Зефиров Н.С., Чехлов А.К.,
ШиловГ.В., Алдошин СМ. //ЖОрХ. 2004.40. С. 1488.
9. Зефирова О.П., Нуриева КВ., Зык КВ. И ЖОрХ. 2005. 41.
С 1313.
!(). Denis J.-N., Green A. Е., Serra A. A., Luche M.-J.U J. Org, Chem. 1986.51. P. 46.
11. HowarthJ., Penny P., McDonnel S., O'Connor A. II Bioorg. Med, Chem. Lett, 2003,13. P. 2693.
12. Kuznetsov SA„ Rodionov 1:7., Bershadskv A.D., Gel/and V.I., Rosenhlat V.A. IICell Biol. Int. Rep. 19X0.4. P. 1017.
13. Weiss D.G. Vidco-cnhanccd contrast microscopy // Cell Biology: ALaboratoiy Handbook. Vol. Hi. Chapter6. 2005. P. 57
14. Rodionov VI., Gyoeva F.K., Kashina A.S., Kuznetsov S.A., Gelfand V.I. Hi. Biol. Chem. 1990.265. P. 5702.
Поступила в редакцию 09.04.07
SYNTHESIS OF COMPOUNDS WITH POTENTIAL ANTTTUMOUR ACTIVITY. IV. MODIFICATION OF LUPININE AND MENTHOL BY TAXOL AMINOACID MOIETY
O.N. Zefii'ovft, E.V. IN u rie va, V.N. Niiriev, S.A. Kuznetsov, D.G. Weiss, R.T. Tlegenov, N.V. Zyk, N.S. Zcfirov
(Division of Organic Chemistry)
Preparation and results of biological tests of novel (2R,3S)-phenylisoserine-modified L-lupinine and L-menthol arc described.
1 э LSMY хтшя, № 5
